RU2008438C1

RU2008438C1 - Trouble-shooting method for turbomachine rotating blades

Info

Publication number: RU2008438C1
Authority: RU
Inventors: Э.С. Мандрыка; Г.Л. Гурский
Priority date: 1990-07-20
Filing date: 1990-07-20
Publication date: 1994-02-28

Abstract

FIELD: thermal power engineering. SUBSTANCE: deviation of peripheral part of each rotating blade from its basic position is measured while turbomachine is running and this value is assumed as reference parameter characterizing origin and development of trouble. Parameter measured is compared with desired value for good blade. EFFECT: facilitated procedure. 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для диагностирования повреждений рабочих лопаток турбомашин в процессе их эксплуатации. The invention relates to a power system and can be used to diagnose damage to the working blades of turbomachines during their operation.

Известен способ диагностирования повреждений рабочих лопаток турбомашины, основанный на изменении параметров акустического излучения лопатки при возникновении ее повреждения. A known method for diagnosing damage to the working blades of a turbomachine, based on a change in the parameters of the acoustic radiation of the blade when it occurs damage.

В известном способе диагностическим признаком повреждения лопатки принято изменение спектра акустических колебаний, излучаемых рабочими лопатками. In the known method, a diagnostic sign of damage to the blade is a change in the spectrum of acoustic vibrations emitted by the working blades.

Недостатком указанного способа являются значительные трудности как в выделении полезного сигнала на фоне помех, так и в однозначности идентификации диагностического признака, следствием чего является большая вероятность получения недостоверной информации о состоянии лопаточного аппарата, что снижает надежность диагностирования. The disadvantage of this method is significant difficulties both in highlighting a useful signal against a background of interference and in the unambiguity of identifying a diagnostic feature, which results in a high probability of obtaining inaccurate information about the condition of the scapular apparatus, which reduces the reliability of diagnosis.

Целью изобретения является повышение надежности. The aim of the invention is to increase reliability.

Поставленная цель достигается тем, что по способу диагностирования повреждений рабочих лопаток турбомашины, включающему фиксирование параметра, характеризующего возникновение и развитие повреждения, измерение и сравнение его с базовым значением, соответствующим неповрежденной лопатке, измеряют отклонение положения периферийной части каждой рабочей лопатки от базового значения и принимают его в качестве фиксируемого параметра, при этом измерение ведут в процессе эксплуатации. This goal is achieved by the fact that by a method for diagnosing damage to the working blades of a turbomachine, including fixing a parameter characterizing the occurrence and development of damage, measuring and comparing it with a base value corresponding to an undamaged blade, measure the deviation of the position of the peripheral part of each working blade from the base value and take it as a fixed parameter, while the measurement is carried out during operation.

На чертеже изображены положения периферийной части рабочей лопатки на колесе при различных условиях. The drawing shows the position of the peripheral part of the working blades on the wheel under various conditions.

Способ диагностирования заключается в следующем. При неподвижном роторе периферийная часть 1 рабочей лопатки 2 занимает определенное положение а относительно рабочего колеса 3. В эксплуатационных условиях под воздействием значительных статических нагрузок со стороны рабочего тела и центробежных сил лопатка 2 находится в упругодеформированном состоянии и ее периферийная часть 1 занимает относительно колеса положение b, которое принимается за исходное, базовое значение, соответствующее неповрежденной лопатке. В процессе эксплуатации и возникновения и развития повреждения лопатки 2 происходит изменение ее упругих характеристик, а следовательно, и отклонение положения с ее периферийной части 1 от базового значения, которое и принимают в качестве параметра, характеризующего повреждение лопатки. The method of diagnosis is as follows. When the rotor is stationary, the peripheral part 1 of the working blade 2 occupies a certain position a relative to the impeller 3. Under operating conditions, under the influence of significant static loads from the side of the working medium and centrifugal forces, the blade 2 is in an elastically deformed state and its peripheral part 1 occupies position b relative to the wheel, which is taken as the initial, base value corresponding to an intact scapula. During operation and the occurrence and development of damage to the blade 2, its elastic characteristics change, and, consequently, the position deviates from its peripheral part 1 from the base value, which is taken as a parameter characterizing damage to the blade.

Величина Δ изменения положения периферийной части 1 каждой лопатки на колесе 3 регистрируется дискретно-фазовым методом, основанным на измерении временных интервалов между двумя импульсными сигналами, которые вырабатываются двумя датчиками, например индуктивными. Один из них устанавливается в статоре (не показан) над периферийной частью 1 лопатки, а другой находится также на статорной части над расположенным на роторе имитатором сигналов (штырьки на роторе или муфте, отверстия на муфте и т. д. ), позволяющим получать за один оборот ротора число импульсов, равное количеству рабочих лопаток на колесе. При вращении ротора указанные датчики для каждой лопатки вырабатывают два импульсных электрических сигнала, изменение временного интервала между которыми соответствует изменению Δ положения периферийной части лопатки, так как положение имитатора сигналов неизменно. The value Δ of the change in the position of the peripheral part 1 of each blade on the wheel 3 is recorded by a discrete-phase method based on measuring time intervals between two pulse signals that are generated by two sensors, for example, inductive ones. One of them is installed in the stator (not shown) above the peripheral part 1 of the blade, and the other is also located on the stator part above the signal simulator located on the rotor (pins on the rotor or clutch, holes on the clutch, etc.), which allows receiving rotor rotation the number of pulses equal to the number of working blades on the wheel. When the rotor rotates, these sensors for each blade generate two pulsed electrical signals, a change in the time interval between which corresponds to a change in Δ of the position of the peripheral part of the blade, since the position of the signal simulator is unchanged.

Таким образом, после измерения в начале эксплуатационного периода временных интервалов двух указанных сигналов для каждой лопатки и принятия их за базовые все последующие изменения этих временных интервалов для одной или нескольких лопаток будут свидетельствовать о возникновении и развитии повреждений соответствующих лопаток. Thus, after measuring at the beginning of the operational period the time intervals of the two indicated signals for each blade and taking them as the base, all subsequent changes in these time intervals for one or more blades will indicate the occurrence and development of damage to the respective blades.

Предлагаемый способ диагностирования проверен экспериментальными исследованиями рабочих лопаток осевых компрессоров на вибростенде. Рабочие лопатки устанавливались на вибростенд и в статических условиях подвергались нагрузке силой и моментом, соответствующими эксплуатационным. Измерялась величина отклонения периферийной части каждой лопатки от начального положения. После этого лопатки подвергались вибрационным испытаниям в режиме резонансных колебаний до появления усталостной трещины. Повторным нагружением теми же силой и моментом определялась величина разности отклонений целой лопатки и поврежденной лопатки. По данным измерений при усталостной трещине в районе корневого сечения, занимающей 25-30% площади сечения, изменение положения периферийного сечения из-за наличия трещины составило 0,3 мм (лопатка длиной 450 мм) и 0,2 мм (лопатка длиной 350 мм). (56) Биргер И. А. Техническая диагностика. М. : Машиностроение, 1978, с. 185-188. The proposed diagnostic method is verified by experimental studies of the working blades of axial compressors on a vibration stand. The rotor blades were mounted on a vibrating stand and under static conditions were subjected to a load of force and torque corresponding to operational ones. The deviation of the peripheral part of each blade from the initial position was measured. After that, the blades were subjected to vibration tests in the mode of resonant vibrations until the appearance of a fatigue crack. Repeated loading by the same force and moment determined the difference between the deviations of the whole blade and the damaged blade. According to measurements with a fatigue crack in the region of the root section, which occupies 25-30% of the cross-sectional area, the change in the position of the peripheral section due to the presence of a crack was 0.3 mm (blade 450 mm long) and 0.2 mm (shoulder 350 mm) . (56) Birger, I.A. Technical Diagnostics. M.: Mechanical Engineering, 1978, p. 185-188.

Claims

METHOD FOR DIAGNOSING DAMAGES OF TURBO MACHINE WORKING BLADES, including fixing a parameter characterizing the occurrence and development of damage, measuring and comparing with its base value corresponding to an undamaged blade, characterized in that, in order to increase reliability, the deviation of the position of the peripheral part of each blade from the base value is measured and take it as a fixed parameter, while the measurement is carried out during operation.